S梳状导频图案。
[0036] 图3为噪声成型限幅示意图。
[0037] 图4为不同导频类型的时域信号PAPR曲线。
[0038] 图5为生成0FDM-TDCS波形频谱。
[0039] 图6为最终波形与原始信号的PAPR曲线。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合实施例和附图，详细说明本发明的技术方案。
[0041] 本实施例采用Matlab仿真平台进行运行实验。
[0042] 实施例中系统参数如下：信道采样频率为10MHz，子载波总数为N = 1024, FFT点 数为4096,导频间隔Nf= 10, CCSK的调制阶数为1024,编码方式为1/2码率的卷积码， 不可用子载波序号为[153, 154,…，251 ;655, 656,…，753]，边带保护子载波序号为[1 ; 473, 474,…，553]，其余子载波均为可用子载波，按照图2所示的导频图案查找方法，在可 用子载波集合中进行导频查找，得到导频子载波序号[2, 12,…，152 ;252, 262,…，472 ; 554, 564,…，654 ;754, 764,…，1024]，循环前缀长度为义=280,保护间隔长度为Ngi = 232，PAPR控制中的迭代次数K = 5。
[0043] 导频生成。
[0044] 首先利用可用频谱标记相量，进行导频图案设计，得到导频子载波位置，导频图案 示意图如附图2所示，然后根据得到的子载波序号，进行导频序列设计。
[0045] 过采样0FDM调制。
[0046] 将导频序列添加到CCSK频域调制符号X中，然后在得到频域序列中间插入3072 个零，得到的序列记为X f，对Xf做4096点IFFT，得到过采样后的时域信号x n。
[0047] PAPR控制。由于噪声成型限幅后信号功率会降低，需要对PAPR控制后的信号进行 功率归一化处理。
[0048] 对时域信号进行限幅处理，将超过门限的部分作为噪声AX，对A X做4096点 FFT转换到频域，并将带外频率置零后做4096点IFFT转换到时域，得到频率成型后的噪声 A X'，然后与原始信号\对消，并将对消后的信号进行功率归一化，重复步骤3,迭代5次， 基于噪声成型的PAPR控制方法如图3所示。
[0049] 带外辐射控制。
[0050] 添加循环前缀和保护间隔，将时域序列的最后512个样点复制到序列前面，将时 域序列的最前232个样点复制到序列后面，然后与升余弦窗函数进行加权相乘。
[0051] 采用本发明所述方法进行仿真测试。首先比较了本发明中提出的导频设计方法与 现有的等值导频的PAPR曲线，系统中所用的等值导频为全1导频，如图4所示，可以发现， 利用本发明提出的导频设计方法的时域信号，其PAPR性能明显优于现有的等值导频方法。 然后，利用NS-CFR分别对采用本发明提出的导频的时域信号和采用等值导频的时域信号 进行PAPR处理，使得PAPR值大于6dB的概率不大于0. 001，然后测试分别测试NS_CFR后 信号的时域与频域EVM (Error Vector Magnitude)，如表1所示，采用等值导频的时域信号 需要更低的限幅门限才能使得PAPR达到要求，且PAPR控制后信号的EVM更大，时域信号的 EVM达到12. 9%，而其频域导频部分的EVM更是达到22. 8%，可以发现对等值导频的时域信 号进行PAPR处理会使得导频信号严重失真，而采用本发明提出的方法，PAPR控制后其导频 的EVM仅为8. 8%，明显优于现有的方法。最后，对PAPR控制后的信号进行带外辐射控制， 其频谱如图5所示，最终生成的0FDM-TDCS波形与原始信号的PAPR曲线如图6所示，可以 发现，最终生成的波形的PAPR能够满足大于6dB的概率小于0. 001，同时其带外频谱衰减达 到-60dB，能够满足频谱衰减要求。
[0052] 表1PAPR处理之后的信号EVM
[0053]
[0054]-本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中， 该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0055] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以采用硬件的形式实现，也可以采 用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立 的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0056] 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
【主权项】
1. 一种低PAPR的OFDM-TDCS波形设计方法，其特征在于，包括如下步骤：SI、导频图案 设计与导频序列生成，具体如下： 511、 将N个子载波以间隔Nf进行分组，在每组内进行搜索，将每组搜索到的第一个可 用子载波位置作为导频位置，则j，其中，PindM[k]表示第k个导频子 载波序号，Np表示导频数目，I < k < N p，Nf<相干带宽，N f为正整数； 512、 令导频序列，其中，PvaluJk]表示第k个导频的值； 52、 过采样OFDM调制，具体如下： 521、 将S12所述导频序列PvaluJk]添加到CCSK频域调制符号X中，得到频域序列； 522、 在S22所述频域序列中间位置插入3N个零，得到的序列记为Xf; 523、 对 S22 所述 Xf做 4N 点快速傅里叶逆变换（Inverse Fast Fourier Transform， IFFT)，得到过采样的时域序列xn; 53、 利用噪声成型算法对信号进行PAPR控制，具体如下： 531、 将S23所述Xn作为输入信号，计算限幅度噪声其中，Ath表示限幅门限，Φ n表示第η个点的相位，1彡η彡4N，η为整数； 532、 对S31所述ΔΧη进行频谱成型，得到频谱成型后的噪声ΔΧ' η; 533、 将S32所述Δ χ'。与原始噪声对消，得到输出信号χ' η= χ η-Δ χ' η; 534、 将S33所述输出信号χ' η替换S31所述输入信号，迭代重复S31到S34K次，其中， I ^ K ^ 5 ； 535、 得到最终输出信号； 54、 添加循环前缀并进行带外辐射控制，具体如下： 541、 对S35所述最终输出信号添加循环前缀与保护间隔，得到添加循环前缀和保护间 隔后的序列； 542、 将S41所述添加循环前缀和保护间隔后的序列于窗函数w[n]相乘，其中，w[n]为 升余弦窗，55、 生成 0FDM-TDCS 波形。2. 根据权利要求1所述一种低PAPR的0FDM-TDCS波形设计方法，其特征在于：S21所 述添加导频序列到X中的具体方法为：使用P valuJk]替换X[pk]，其中，X[pk]表示S21所述 调制符号X中与将S12所述导频序列P valuJk]位置对应的序列。3. 根据权利要求1所述一种低PAPR的0FDM-TDCS波形设计方法，其特征在于：得到S32 所述△ X' n的具体方法为： 步骤 1、对 S31 所述 Δ x'Ji^4NA快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT)转 换到频域，得到A Xn= FFT ( Δ χ n); 步骤2、对步骤1所述ΔΧη进行带外频谱置零，g卩ΔΧ' n= JnXAXn，其中，填零之后的 频谱标记相量步骤3、对步骤2所述Δ X' 4N点IFFT转换到时域，得到频谱成型后的噪声Δ χ' n = IFFT ( Δ X' n)。4.根据权利要求1所述一种低PAPR的0FDM-TDCS波形设计方法，其特征在于：S41所 述对S35所述最终输出信号添加循环前缀与保护间隔，具体方法如下：将S35所述最终输出 信号时域序列的最后NJNw个样点复制到所述时域序列前面，将时域序列的最前N h个样点 复制到所述时域序列后面，其中，Ng表示循环前缀长度，Nw表示保护间隔长度，NjP Nw为 经验值。
【专利摘要】本发明属于通信技术领域，尤其涉及认知无线电技术中一种低峰值平均功率比(Peak-to-Average？Power？Ratio，PAPR)的OFDM-TDCS波形设计方法。一种低PAPR的OFDM-TDCS波形设计方法，通过合理设计导频图案，避免由于导频错位而导致全部导频不可用的情况；通过优化导频序列，降低信号的PAPR值，同时减小了PAPR控制对导频序列带来的畸变；通过噪声成型限幅与带外辐射控制相结合，使得信号的PAPR和带外衰减均能满足认知无线电系统要求。
【IPC分类】H04L27/26
【公开号】CN105072072
【申请号】CN201510400403
【发明人】甘华强, 王军, 李少谦
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月9日